走进潮州三环(集团)股份有限公司(以下简称“潮州三环”)深圳研究院SOFC系统研发中心三环集团公司,可以看到目前已同步安装了3套35kW共105kW的高温燃料电池发电系统,在园区内并网发电,自发自用,该系统的核心是SOFC技术。在广东潮州、深圳以及四川德阳等园区,高温燃料电池发电系统也在进行示范应用。
三环深圳研究院已安装3套35kW共105kW的高温燃料电池发电系统。
SOFC是什么?
具体来说,SOFC(固体氧化物燃料电池)是一种在中高温下直接将燃料的化学能高效、低碳、环保地转化成电能的发电装置,是目前全球范围内发电效率最高的新能源技术路线;具有燃料灵活、绿色低碳、不使用贵金属等优势,能够使用天然气、氢气、煤制气、生物质气、甲醇等多种燃料。
“SOFC具有发电效率高、燃料适应性强、高温余热可回收等优点,可在用户侧使用,规避电力和热力的长距离输运,在分布式发电及热电联供领域具有广阔的应用前景。”潮州三环深圳研究院院长陈烁烁认为,在未来三年间,SOFC有望得到更广泛的商业化应用。
19年的技术探索
储能产业发展热潮之下,SOFC这项不为人所熟知的技术逐渐走入大众的视野之中。
潮州三环在更早的时候就对SOFC进行了布局。“我们在这项技术上已经进行了19年的探索。”陈烁烁介绍,潮州三环从2004年起开展SOFC电解质隔膜片的开发和生产,2012年开始量产SOFC单电池,2017年开始向国内市场推出SOFC电堆。今年,广东省能源集团与潮州三环合作开展的“210kW高温燃料电池发电系统研发与应用示范项目”也顺利通过验收,成为我国SOFC发展的里程碑节点。“下一步,我们将推进兆瓦级的SOFC应用项目。”
潮州三环最初投入SOFC的研发,来自客户对陶瓷隔膜片的需求,这也是SOFC的核心技术。陈烁烁回忆道,“经过无数次的反复实验、持续创新,我们终于研发出固体氧化物隔膜片,并成为全球SOFC产业链的核心环节之一。”
三环深圳研究院已安装3套35kW共105kW的高温燃料电池发电系统。
经过多年不断技术创新,目前潮州三环已成为全球SOFC电解质隔膜片、SOFC单电池的主要供应商,贯穿了SOFC的全技术链条。“目前,潮州三环拥有50余项关键基础材料、单电池、电堆、系统的核心专利。”陈烁烁说。
“SOFC并不是一个备用电源,而是可以直接作为主供电源。”陈烁烁介绍,SOFC最常见的应用领域为固定式发电、分布式发电或数据中心电源以及工业用大型固定式发电站等,作为辅助或动力电源在船舶领域也有很好的应用场景。
未来,SOFC也可以在制氢、氢储能等方面实现氢能高效利用。SOFC正向运行可以发电,逆向运行即为固体氧化物电解池(SOEC),可以通过电解水制氢。SOEC可利用余热与可再生电力,同时高温水蒸气和高温CO₂可以契合SOEC技术大规模应用,电解效率高达85%~95%,远高于其三环集团公司他电解水技术。
攻克产业关注焦点
国内SOFC系统开发,多数还是停留在实验室或样机阶段。SOFC要从实验室走向市场,还需要一定时间。
在全球范围内,SOFC刚进入商业化应用阶段,主要应用在分布式发电、备用电源与热电联产、高性能动力电源、大型发电站等领域。目前在国内,SOFC处于技术示范早期阶段,产业链可以覆盖SOFC的上下游,产业规划有待完善。
三环的研究员在实验室进行相关研究。
由于不需要铂、铑、钯之类的贵金属,且可使用天然气、沼气、煤制气、甲醇等多种含碳燃料,因此可利用现成的燃气管网基础设施,无需太多的基础设施投入。从材料成本和运营成本上来说,SOFC优势明显,陈烁烁分析。
如何提高产品的性价比,是眼下SOFC产业关注的焦点。
“我们从产品研发的角度,要不断提高用户使用的性价比,一方面把造价降下来,另外要提高使用寿命,这才有竞争力。” 陈烁烁建议,在SOFC商业化早期,可通过给予适当的产业补贴,推广和扩大示范应用规模,探索技术与市场的更多交集,有助于SOFC产品更早实现大规模商业化。
【采写】南方+记者 许宁宁 昌道励 见习记者 曾良科
【图片】受访者提供
【作者】 许宁宁;昌道励;曾良科
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